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    浅议RNAi与siRNA转染试剂的应用

    发布时间: 2023-08-23  点击次数: 579次

           RNAi(RNA interference,RNA干扰)是近年来生命科学领域最为重大的发现之一。它是指小分子双链RNA可以特异性地降解同源mRNA,从而抑制或关闭特定基因表达的现象。人们只要知道了某种疾病的致病基因,就可以设计出针对该基因mRNA的小分子干扰RNA(Small interfering RNA,siRNA),抑制或封闭该致病基因的表达,从而达到治疗疾病的目的。显然,在理论上,通过siRNA可以治疗所有的疾病,包括肿瘤、传染病、遗传性疾病等等,因而siRNA受到学术界普遍的关注,是目前最为热门的生命科学研究领域,也是未来最有发展前途的新药开发领域。因为siRNA在生物功能研究、疾病治疗和新药研发方面具有非常重大的应用价值,2002年,著名的美国≤科学≥杂志将其评为世界拾大科技成果之-首。2006年,发现RNA干扰现象的美国科学安德鲁·法厄被授予诺贝尔生理及医学奖。一般地,科学家从成果发表到获得诺贝尔医学奖需要等待20多年以上的时间,但安德鲁·法厄从发现RNA干扰现象到获得诺贝尔医学奖只用了8年的时间,是迄今为止获得诺贝尔医学奖最快的科学家,这充分证明了国际科学界对RNA干扰成果的认可。


    一、siRNA载体的应用分析

    如上所述,作为抑制基因表达的有效工具,siRNA具有非常广泛的应用。目前,几乎所有的分子生物学实验室和核酸药物开发厂商,都会用到siRNA作为研究手段。但是,siRNA不能单独应用,它必须与运载工具也就是载体搭配才能转运到机体组织和细胞内发挥作用。因而,siRNA的应用领域就是其载体的应用领域。具体地说, siRNA与载体结合可用于以下研究:


    1、基因功能研究:

    由于siRNA具有很好的特异性和有效的干扰活力,可以使特定基因沉默,获其功能丧失或降低突变,因此可以作为功能基因组学的一种强有力的研究工具。已有研究表明siRNA能够在哺乳动物中抑制特定基因的表达,而且抑制基因表达的时间可以控制在发育的任何阶段,产生类似基因敲除的效应。与传统的基因敲除技术相比,这一技术具有投入少,周期短,操作简单等优势。因而,近年来,越来越多的实验室开始使用siRNA研究基因的功能,并将之用于构建转基因动物的模型。



    2、病毒性疾病的治疗:

    研究表明,人们通过合成一段针对特定病毒基因的siRNA,并将之导入该病毒感染的细胞,能够有效地抑制该病毒的复制,阻断病毒对细胞的感染。并且,可贵的是,siRNA在病毒感染的早期就能发挥抑制作用。因而,siRNA可用来治疗病毒性疾病。目前,美国加州大学在研究使用siRNA治疗艾滋病;还有人在研究用siRNA治疗脊髓灰质炎、肝炎和严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)。可见,siRNA在病毒性感染疾病的治疗方面具有非常重要的意义。


    3、遗传性疾病的治疗:

    如前所述,siRNA可以特异性地抑制某个基因的表达,因而是治疗缺陷表达或过量表达性遗传病的最好手段。目前,美国衣阿华大学正在研究用siRNA治疗脊髓小脑运动失调。美国西北大学也在用人工合成的siRNA治疗脆性X染色体综合征。学界认为,遗传性疾病的治疗将成为基因治疗的又一大热点。


    4、肿瘤病的治疗:

      肿瘤是多个基因相互作用的基因网络调控的结果,传统技术诱发的单一癌基因的阻断不可能全抑制或逆转肿瘤的生长,而RNAi可以利用同一基因家族的多个基因具有一段同源性很高的保守序列这一特性,设计针对这一区段序列的siRNA分子,只注射一种siRNA即可以产生多个基因同时剔除的效果,也可以同时注射多种siRNA而将多个序列不相关的基因同时剔除。显然,与传统的基因治疗方法相比,siRNA是更为理想和有效的治疗手段。目前,国外已有较多大学和制药公司在开展siRNA治疗癌症的研发工作,如乳腺癌、白血病、黑色素瘤、肝癌等等。


    5、在整形外科中的应用:

    siRNA还可用于整形,如瘢痕疙瘩是一种较为难治的疾病,目前尚无有确切有效的治疗方法。使用特异性siRNA可以有效抑制瘢痕疙瘩的形成。另外,使用特异的siRNA还可以抑制黑色素的分泌,达到皮肤美白的效果。


    6、新药开发研究:

    如上所述,siRNA可用于病毒性疾病、遗传病和恶性肿瘤等的治疗,因而可被进一步开发成治疗各种疾病的药物。目前,国外多家公司都在开发此类药物,其中美国Alnylam pharmaceuticals 公司开发的治疗老年性黄班的药物已经进入二期临床,治疗肺癌的药物已进入一期临床。


          综上所述,siRNA与载体结合可广泛应用于生命科学研究、疾病治疗和药物开发领域。除此之外,siRNA技术还可以广泛应用于农业、林业、畜牧业和渔业等多种领域,进行良种培育、良种筛选和疾病治疗等。可见,siRNA载体的应用非常广泛,具有巨大的市场发展空间。目前,应用较广的siRNA转染载体为品牌T公司的Lipo2000和Lipo3000 ,但该类载体细胞毒性较大,而且转染效率偏低。有公司在国际上率-先研发成功了Starvio系列siRNA纳米转染载体,该载体细胞毒性低,转染后细胞死亡率不到10%,siRNA转染效率高,基因敲除效率可达90%以上,有效弥补了Lipo2000和Lipo3000在性能上的不足,是目前比较理想的siRNA转染载体。


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